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异极矿

异极矿

异极矿（英文名称：Hemimorphite）是一种白色的硅酸盐矿物，也是一种次生矿物。化学式为Zn4[Si2O7](OH)2，其主要成分为SiO2 25.01%；ZnO 67.42%；H2O 8.32%。1853年，阿道夫·肯戈特(Adolph Kenngott)因暗示晶体的异象形态而命名。以前曾给这个物种分配过许多名字，包括炉甘石。1962年，国际矿物学协会选择异极矿取代炉甘石。

异极矿主要在铅锌矿床的氧化带中形成，常见于石灰岩内，与闪锌矿、白铅矿、菱锌矿、褐铁矿等共生，有时也会呈菱锌矿、方铅矿、萤石、方解石假象。晶体为薄板状，表面有纵向条纹，还以块状、致密状、葡萄状、粒状、纤维状、皮壳状的集合体出现。颜色多为无色或淡蓝色，还有白色、浅黄色、浅绿色、褐色、棕色、灰色等，条痕为灰色。在短波、中波、长波紫外线下可发出白色至浅黄色的荧光和磷光。异极矿与菱锌矿相似，但遇酸不起泡。异极矿熔点高，置于封闭的试管内加热会释放出水分；具有强热电性。它通常还含有Pb、Cu、Fe、Al、K、Mg等元素。

异极矿可用作学术研究，与煤炭煅烧可提炼锌。同时由于其鲜艳的蓝色及各种造型给人予美感，是人们普遍喜欢的矿物晶体标本之一。其主要产地有美国、德国、刚果、墨西哥、奥地利等。中国主要产地有云南省、广西壮族自治区、贵州省等。

命名由来

异极矿的英文名为hemimorphite，此单词可以被拆分为“hemi”和“morphie”，前者意为“一半”，后者意为“形状”，这其实体现了它的晶体形状——两端不对称，一端尖锐，另一端则比较平钝。而且，当晶体受到压力或被加热时，晶体两端会产生两种不同的电荷，一端带有正电荷，另一端带有负电荷，故而称其为“异极”。由于异极矿的对称型中具极轴，导致其顶部和底部单形不同，即所谓"异极状"，也是该矿物得名的原因。

历史发展

早在很久以前，人们在闪锌矿附近发现一种奇特的矿物，它通常为钟乳状、葡萄状或皮壳状，灰白色或淡红色。这种矿物能够用作药物，治疗目赤肿痛、眼缘赤烂等眼科疾病，人们称之为炉甘石，有时也尊其为“炉先生”。在中国明代时，炼锌的原料被称作“炉甘石”即是现代矿物学中的菱锌矿。但是在国外，很长一段时间认为异极矿和菱锌矿是一种矿物，称作“Calmine（炉甘石）”。但是到了18世纪后期，人们逐渐发现，所谓的炉甘石并不是一种单纯的矿物，里面的主要成分是菱锌矿，此外，还有少量的异极矿。1780年时确定“炉甘石”中实际上是两种矿物，但Calmine这个名字已经被滥用，所以放弃了这个名字。1832年为了纪念英国矿物学家、化学家和史密森学会的捐赠者、史密森研究院的奠基人詹姆斯·史密斯，将碳酸盐炉甘石以他的姓氏重新命名为“Smithsonite”。1853年，阿道夫·肯戈特(Adolph Kenngott)因暗示晶体的异象形态而命名。以前曾给这个物种分配过许多名字，包括炉甘石。1962年，国际矿物学协会选择异极矿取代炉甘石。

形态特征

晶体多呈沿{010}的板状，也可呈柱状。常呈束状、扇状、放射状集合体产出，也可呈钟乳状、葡萄状、被膜状集合体。

产地分布

世界主要产地有美国、德国、刚果、墨西哥、奥地利等。例如美国本杰明·富兰克林（Franklin）和斯特灵山（Sterling Hill），以及附近的奥登伯格（Ogdensburg），都出产优质的异极矿。在亚利桑那州（Arizona），科奇斯郡的比斯比（Bisbee, Cochise Co.）和吉拉县的79号矿（79 mine, Gila Co.）也发现了异极矿。在英国的英格兰西北部坎布里亚郡的卡尔德贝克丘陵（Caldbeck Fells, Cumbria），异极矿同样有所发现。在比利时（Belgium），莫雷内特（莫里斯尼特）是异极矿的另一个产地。在德国（Germany），萨克森州的弗里贝格（Freiberg）和阿尔滕贝格（Altenberg）也出产异极矿。

中国主要产地有云南省、广西壮族自治区、贵州省等。我国云南省文山壮族苗族自治州就以产出“中国蓝”的异极矿而闻名，在湖南省地区也有蓝色异极矿的产出。同时云南省的文山壮族苗族自治州、贵州省的六盘水市水城区、广西的桂平市都曾产出过异极矿，而且质量也不错，比如云南文山产出的异极矿可以达到宝石级别，在光坎村发布的《关于建设“璀璨文山——中国宝石之都”的建议（195号）》中，就将西畴异极矿的开发设立为重点宝玉石开发对象。

性质结构

物理性质

无色、白色、灰色、浅绿色、浅蓝色、浅黄色、浅褐色色；玻璃光泽，解理面珍珠光泽，透明。解理平行{110}完全；硬度4~5。相对密度3.1~3.5。具热释电性和压电性。异极矿的光泽特征表现为低于金刚光泽、玻璃光泽、亚玻璃光泽、油腻光泽、丝绢光泽以及珍珠光泽。其透明度可以是透明或半透明状态。颜色方面，它可能呈现无色、白色、淡蓝色、淡绿色、灰色或棕色，而条痕则显示为白色。在硬度方面，异极矿在莫姓硬度计上介于4½到5之间，显示出一定的脆性。在{110}面上，它的解理是完全的，而在{101}面上解理较差，{001}面则非常罕见。断口表现为不规则或不平整，次贝壳状。至于密度，实测值为3.475克/立方厘米，而计算值则为3.484克/立方厘米。同时异极矿溶于酸，并不会产生气泡现象，然而，它会有一种特殊的胶状体形成。

化学组成

化学式为Zn4[Si2O7](OH)2。这表示其分子中包含4个锌原子、2个硅原子、7个氧原子（不包括水分子中的氧）、2个氢氧根。其中SiO2 25.01%；ZnO 67.42%；H2O 8.32%。同时含有少量的Pb、Cu、Fe、AAl、K、Mg等元素。

光学性质

异极矿呈现半透明，小晶体透明。颜色：无色、白色；因杂质可呈淡蓝色、淡绿色、灰色、棕色。条痕：白色。光泽：低于金刚光泽、玻璃光泽、亚珍珠光泽，罕见丝绢光泽。光学类别：二轴晶（+）。定向：X=b；Y=a；Z=c。色散：r\u003ev；强。折射率：ω=1.614，ε=1.617，γ=1.636，2V(测量值)=46°±。

晶体结构

正交晶系；空间群：Imm2；a=0.8181nm，b=1.084 1nm，c=0.508 1nm；Z=2(Libowitzky et al.，1997)。正交晶系。点群：mm2。通常结晶为薄板状，沿[010]方向有条纹，可达10厘米；双端晶显示半形特征。通常呈片状或扇形聚集体；钟乳状、乳头状、葡萄状；呈紧密纤维状和粉笔状涂层。双晶：沿[001]方向，罕见，接触面为对映极。

现代应用

宝石应用

高品质的异极矿颜色纯正、分布均匀、质地细腻，可以被列为宝石级矿物。同时异极矿可以被加工成饰品，并具有一定的经济价值，通常以克作为计量单位。例如中国蓝异极矿宝石是一种重要的锌矿石。异极矿呈蓝色是由于其含铜的缘故，唯有蓝异极矿才是中国特有的宝玉石矿，又称中国蓝，稀有珍贵，同时蓝色异极矿因其色泽鲜艳醒目，形状别具一格，储量珍贵稀有，受到中国大陆、香港特别行政区、台湾及海外矿物学专家、宝玉石专家、收藏家的青睐。蓝色导极矿可加工镶嵌制作成戒指，项链，手链，吊坠，胸针等多种首首饰，深受珠宝爱好者的喜爱。

医疗药用

异极矿主要应用于皮肤外用药炉甘石洗剂和炉甘石凝胶剂。其中炉甘石药用历史悠久，始载于《外丹本草》，别名也叫异极石、甘石、浮水甘石等。《外丹本草》中记载，炉甘石性味甘，平，归胃经，具有解毒明目退翳，收湿止痒敛疮的功效。炉甘石在临床上经炮制成极细粉后制备成炉甘石洗剂或炉甘石凝胶剂外用。在炉甘石炮制前主要成分为单斜晶系的水锌矿[Zn5(CO3)2(OH)6]和正交晶系的异极矿[Zn4Si2O7(OH)2]，经炮制后炉甘石的主要成分为六方晶系ZnO和正交晶系[Zn4Si2O7(OH)2]的异极矿。